完整井抽降水引起的侧向有界越流承压含水层变形解析研究

发布时间：2021-04-07 04:42

　　考虑含水层在侧向有限延伸（有界）,即在距离抽水井r=R（R称为有界半径）处存在补给源（如回灌源）使得地下水水位在该处没有变化或不受抽水的影响,进而基于完整井抽水的特点,在平面应力假定的基础上,从Biot固结方程出发,应用Laplace变换得到了非稳定流完整井抽水作用下,侧向有界越流承压含水层的竖向位移和径向位移的解析解,并重点分析了不同侧向边界对完整井抽降承压水引起的含水层变形的影响。结果表明:侧向有界承压含水层的竖向变形要小于侧向无界承压含水层,而侧向有界承压含水层的径向变形大于侧向无界承压含水层;随着有界半径R的增大,侧向有界承压含水层的竖向变形和径向变形越接近于侧向无界承压含水层,抽水影响的范围也随之越大,且侧向有界承压含水层的最大径向变形的位置也越远离抽水井。该理论可为基坑承压水控制提供依据。 

【文章来源】：安全与环境工程. 2020,27(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

侧向有界抽水承压含水层二维变形计算示意图

表1中的土体参数取值可以如实地反映出含水砂层和黏土弱透水层的基本物理力学特性,以下在对抽水承压含水层变形的影响分析中土层的基本参数取值与表1中一致。本文计算结果与有限元计算结果的对比,见图2。由图2可见,利用本文计算方法得到的完整井抽降承压水引起的含水层竖向位移(Uz)和径向位移(Ur)与有限元方法的计算结果具有较好的一致性,验证了本文计算方法的正确可靠性。

在距抽水井距离r=25 m的位置处,侧向无界和有界(有界半径R=300 m)条件下越流承压含水层中竖向位移Uz与抽水时间t的关系曲线,见图3。由图3可见,在整个抽水阶段中,无论承压含水层侧向有界还是无界,其竖向位移Uz都随着抽水时间t的增长而增大,并在后期达到稳定;当抽水时间t小于10 h时,尚未达到渗流稳定阶段,抽水引起的侧向有界和无界含水层的竖向位移基本是一致的,而在抽水后期,侧向有界含水层相对来说更易达到稳定渗流阶段,因此侧向无界含水层的竖向变形要大于侧向有界含水层。

【参考文献】：
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本文编号：3122822